Nitrocelulose, Slides de Engenharia de Processos. Universidade Federal de São Paulo (Unifesp)
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renata_guimar_es16 de Novembro de 2015

Nitrocelulose, Slides de Engenharia de Processos. Universidade Federal de São Paulo (Unifesp)

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Margins Green1

PRODUÇÃO INDUSTRIAL DA NITROCELULOSE

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

TURMA EQ1B

BRUNA HOPKA YASSUHARA CAROLINA SAPIENZA CAPEL JULIA MARIA RESTAINO DE MATTOS KAREN TOKESHI TIGUMAN MAEBA TOMASELLI MARÍLIA BRITO OLIVEIRA RENATA GUIMARÃES TATHIANE NEGRI

SUMÁRIO

 Histórico  Processo de Produção  Tintas e Vernizes  Explosivos  Outras Aplicações

HISTÓRICO

A versão bruta da nitrocelulose foi descoberta em 1838 por Théophile Pelouze.

HISTÓRICO

Em 1845, Christian Friedrich Schönbein fazia experimentos com ácido nítrico e ácido sulfúrico, quando derramou a mistura e limpou com um avental de algodão que explodiu sem produzir fumaça.

HISTÓRICO

 Schönbein não patenteou;

 Parker, em 1856, criou um celulóide com importância como material base;

 Hyatt patenteou o processo da imitação do marfim;

 Após batalha judicial, ficou decidido que o inventor do celulóide foi Alexander Parkes.

HISTÓRICO

 A nitrocelulose explode com muita facilidade;

 Essa instabilidade causou explosões letais na França, Rússia e Alemanha.

 Demorou mais de 40 anos para que se desenvolvesse uma nitrocelulose segura e útil.

HISTÓRICO  Até cerca de 1880 a pólvora

negra era o principal explosivo militar;

 Em seus experimentos Nobel inventou, em 1875, a mistura de nitroglicerina com nitrocelulose;

 A pólvora sem fumaça foi um material que teve forte utilidade na primeira Guerra Mundial;

 Usada como propelente para armas e foguetes, serviu aos interesses da Inglaterra para artilharia e armas navais.

HISTÓRICO

Uma mistura chamada cordite (nitrocelulose e nitroglicerina) foi desen- volvida por Frederick Abel e James Dewar.

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Fibras de celulose (madeira)

Fibras de celulose (algodão)

Matéria-prima

MOLÉCULA

A celulose é um polímero

PURIFICAÇÃO DE LINTER

A purificação do linter é feita em duas etapas:

 Mecânica  Química

PROCESSO DE PRODUÇÃO Fluxograma de produção da nitrocelulose

Desagregação da Celulose

Balança

Detector de Metais

Pré-Nitrador

Mistura Sulfonítrica

Moinho de Martelo

PROCESSO DE PRODUÇÃO

PRÉ-NITRAÇÃO:

Pré-Nitrador aumenta a velocidade da reação

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Nitradores ÁcidoUtilizado

Água Nitração

PROCESSO DE PRODUÇÃO Nitração da celulose

OH

CH2ONO2

CH2ONO2

OH

ONO2

ONO2

O O

n

O

OH

CH2OH

CH2OH

OH

OH

OH

O O

n O

HNO3 H2SO4 H2O

O

O

Celulose

Nitrocelulose

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Centrifugação:

Lavagem da nitrocelulose

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Nitradores

Água Nitração

Ácido Utilizado

PROCESSO DE PRODUÇÃO

DIGESTÃO:

 Processo em batelada;  O tanque digestor trabalha com a quebra da nitrocelulose;  Quanto maior a cadeia de nitrocelulose, maior a viscosidade;  Processo Crítico altas temperaturas e pressões.

PROCESSO DE PRODUÇÃO

CH2ONO2 O

O

O

O

CH2ONO2 ONO2

ONO2

OH OH

CH2ONO2 O

O

O

O

CH2ONO2ONO2

ONO2

OH OH

CH2ONO2 O

O

ONO2

OH

H2O

CH2ONO2

O O

O

CH2ONO2ONO2

ONO2

OH

OH

CH2ONO2 O

O

O

CH2ONO2 ONO2

ONO2

OH OH OH

OH CH2ONO2

O O

ONO2

OHOH OH

PROCESSO DE PRODUÇÃO Digestão:

Temperatura Pressão

Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2

Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2

Glicose-NO2Glicose-NO2Glicose-NO2

Hidrólise

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Refinador:

 Reduz a fibra através de cortes, facilitando o trasporte e acertando a consistência;

 Não muda a viscosidade.

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Processo de estabilização da nitrocelulose:

Cel-OSO3H + H2O Cel-OH + H2SO4

Temperatura

Hidrólise do Éster-Sulfato

PROCESSO DE PRODUÇÃO

Digestão e Homogeneização:

Digestor Refinador/Estabilizador

Homogeneizador

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